Question

過山車是一種富有刺激性的娛樂工具，它的運(yùn)動包含了許多科學(xué)原理．六一節(jié)小柯第一次乘坐過山車．
（1）小柯坐在過山車上，感到天旋地轉(zhuǎn)，這時(shí)他是以______作為參照物的．
（2）過山車的設(shè)計(jì)者通過計(jì)算受力因子，來衡量座椅施加給游客的力，讓這些力既使游客感到刺激又不會受傷．
受力因子=
小柯同學(xué)的質(zhì)量為50千克，當(dāng)他坐在過山車上行駛到軌道底部時(shí)，受力因子為2如果此時(shí)他與座椅的接觸面積為500厘米²，求此時(shí)他對座椅的壓強(qiáng)．（g取10牛/千克）
（3）開始時(shí)，過山車車廂需先被機(jī)械裝置推上坡頂．小柯同學(xué)坐完過山車后，向管理員了解到如圖所示的一組數(shù)據(jù)．請你幫助小柯計(jì)算一下，整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功．（不計(jì)車廂的長度）

Answer 1

【答案】分析：（1）研究物體的運(yùn)動時(shí)，必須事先選定一個標(biāo)準(zhǔn)的物體，這個事先被選作標(biāo)準(zhǔn)的物體叫參照物．如果被研究的物體相對于這個標(biāo)準(zhǔn)位置發(fā)生了改變，則是運(yùn)動的；如果被研究的物體相對于這個標(biāo)準(zhǔn)位置沒有發(fā)生了改變，則是靜止的．
（2）根據(jù)小柯的質(zhì)量求出他的重力，根據(jù)受力因子為2可求出此時(shí)他對座椅的壓力為其自身重力的2倍，然后利用壓強(qiáng)公式p=即可求出他對座椅的壓強(qiáng)．
（3）利用W=FS，將沿斜坡的推力和斜坡的長代入即可求出整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功．
解答：解：（1）小柯坐在過山車上，以自己作為參照物他與天空和地面之間的相對位置發(fā)生了改變，天空和地面是不斷運(yùn)動的，所以會感到天旋地轉(zhuǎn)．
故答案為：自己．
（2）小柯的重力為：
G=mg=50kg×10N/kg=500N，
他對座椅的壓力為：
F=2G=2×500N=1000N，
他對座椅的壓強(qiáng)為：
p===20000Pa；
答：此時(shí)他對座椅的壓強(qiáng)為20000Pa．
（3）整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功為：
W=FS=15000N×50m
=7.5×10⁵J．
答：整列車廂從底端被推到斜坡頂端時(shí)推力所做的功為7.5×10⁵J．
點(diǎn)評：此題涉及到參照物及其選擇，重力的計(jì)算，功的計(jì)算，壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算等多個知識點(diǎn)，綜合性很強(qiáng)，特別是該題引入了一個新概念“受力因子”，由此可推出此時(shí)他對座椅的壓力為其自身重力的2倍，這是解題的關(guān)鍵所在，另外，在解答此題時(shí)還要注意統(tǒng)一使用國際單位制的單位．